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Um prato

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A geometria referida como uma placa pode ser descrita como um plano infinito que está eletricamente carregado.

>Modelo

ID:(2079, 0)



Mecanismos

Iframe

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Código
Conceito

Mecanismos

ID:(15798, 0)



Partícula no campo elétrico de uma placa infinita

Conceito

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De acordo com a Lei de Gauss, as variáveis la superfície na qual o campo elétrico é constante ($dS$), la charge ($Q$), la constante de campo elétrico ($\epsilon_0$), la constante dielétrica ($\epsilon$), o versor normal para seção ($\hat{n}$) e o campo elétrico ($\vec{E}$) satisfazem a seguinte equação:

$\displaystyle\int_S\vec{E}\cdot\hat{n}\,dS=\displaystyle\frac{Q}{\epsilon_0\epsilon}$



No caso de uma superfície gaussiana plana, o campo deve ser constante, portanto a relação de o campo elétrico ($E$) com la zona do condutor ($S$) é estabelecida como:

$ E S = \displaystyle\frac{ Q }{ \epsilon_0 \epsilon }$



o que é mostrado no gráfico



Considerando que la densidade de carga por área ($\sigma$) também é definido pela seguinte equação:

$ \sigma = \displaystyle\frac{ Q }{ S }$



Para o campo elétrico de uma placa infinita ($E_s$), a expressão resultante é:

$ E_s =\displaystyle\frac{ \sigma }{ 2 \epsilon_0 \epsilon }$

ID:(11841, 0)



Partícula em potencial elétrico de uma placa infinita

Conceito

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O potencial elétrico, duas placas infinitas ($\varphi_d$) é com o campo elétrico, duas placas infinitas ($E_d$) e la posição no eixo z ($z$) é igual a:

$ \varphi_d = -\displaystyle\int_0^z du\,E_d$



o campo elétrico de uma placa infinita ($E_s$) é com la constante de campo elétrico ($\epsilon_0$), la constante dielétrica ($\epsilon$) e la densidade de carga por área ($\sigma$) é igual a:

$ E_s =\displaystyle\frac{ \sigma }{ 2 \epsilon_0 \epsilon }$



o potencial elétrico, placa infinita ($\varphi_s$) é com e la posição no eixo z ($z$) acaba

$ \varphi_s = -\displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon } z $



Como ilustrado no seguinte gráfico:



o campo em dois pontos deve possuir a mesma energia. Portanto, as variáveis la charge ($Q$), la massa molar ($m$), la velocidade 1 ($v_1$), la velocidade 2 ($v_2$) e o potencial elétrico 1 ($\varphi_1$) conforme a equação:

$ \varphi_1 = -\displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon } z_1 $



e o potencial elétrico 2 ($\varphi_2$), conforme a equação:

$ \varphi_2 = -\displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon } z_2 $



devem satisfazer a seguinte relação:

$ \displaystyle\frac{1}{2} m v_1 ^2 + Q \varphi_1 = \displaystyle\frac{1}{2} m v_2 ^2 + Q \varphi_2 $

ID:(11852, 0)



Modelo

Top

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Parâmetros

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$\epsilon_0$
epsilon_0
Constante de campo elétrico
C^2/m^2N
$\epsilon$
epsilon
Constante dielétrica
-
$\sigma$
sigma
Densidade de carga por área
C/m^2
$m$
m
Massa molar
kg
$S$
S
Zona do condutor
m^2

Variáveis

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$E_s$
E_s
Campo elétrico de uma placa infinita
V/m
$Q$
Q
Charge
C
$z_1$
z_1
Posição em 1
m
$z_2$
z_2
Posição em 2
m
$z$
z
Posição no eixo z
m
$\varphi_1$
phi_1
Potencial elétrico 1
V
$\varphi_2$
phi_2
Potencial elétrico 2
V
$\varphi_s$
phi_s
Potencial elétrico, placa infinita
V
$v_1$
v_1
Velocidade 1
m/s
$v_2$
v_2
Velocidade 2
m/s

Cálculos


Primeiro, selecione a equação: para , depois, selecione a variável: para

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Variáve Dado Calcular Objetivo : Equação A ser usado




Equações

#
Equação

$ E_s =\displaystyle\frac{ \sigma }{ 2 \epsilon_0 \epsilon }$

E_s = sigma /(2 * epsilon_0 * epsilon )


$ \displaystyle\frac{1}{2} m v_1 ^2 + Q \varphi_1 = \displaystyle\frac{1}{2} m v_2 ^2 + Q \varphi_2 $

m * v_1 ^2/2 + Q * phi_1 = m * v_2 ^2/2 + Q * phi_2


$ \varphi_s = -\displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon } z $

phi_s = - sigma * z /( epsilon * epsilon_0 )


$ \varphi_1 = -\displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon } z_1 $

phi_s = - sigma * z /( epsilon * epsilon_0 )


$ \varphi_2 = -\displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon } z_2 $

phi_s = - sigma * z /( epsilon * epsilon_0 )


$ \varphi_s = -\displaystyle\int_0^z du\,E_s$

phi_s = -@INT( E_s , u ,0, z )


$ \sigma = \displaystyle\frac{ Q }{ S }$

sigma = Q / S

ID:(15808, 0)



Densidade de carga superficial

Equação

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A densidade superficial de carga é calculada dividindo a carga total pela área da superfície. Portanto, a relação entre la densidade de carga por área ($\sigma$) e la charge ($Q$) com la zona do condutor ($S$) é estabelecida como:

$ \sigma = \displaystyle\frac{ Q }{ S }$

$Q$
Charge
$C$
5459
$\sigma$
Densidade de carga por área
$C/m^2$
8536
$S$
Zona do condutor
$m^2$
8540

ID:(11460, 0)



Placa infinita

Equação

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O campo elétrico de uma placa infinita ($E_s$) é com la constante de campo elétrico ($\epsilon_0$), la constante dielétrica ($\epsilon$) e la densidade de carga por área ($\sigma$) igual a:

$ E_s =\displaystyle\frac{ \sigma }{ 2 \epsilon_0 \epsilon }$

$E_s$
Campo elétrico de uma placa infinita
$V/m$
8533
$\epsilon_0$
Constante de campo elétrico
8.854187e-12
$C^2/m^2N$
5462
$\epsilon$
Constante dielétrica
$-$
5463
$\sigma$
Densidade de carga por área
$C/m^2$
8536

De acordo com a Lei de Gauss, as variáveis la superfície na qual o campo elétrico é constante ($dS$), la charge ($Q$), la constante de campo elétrico ($\epsilon_0$), la constante dielétrica ($\epsilon$), o versor normal para seção ($\hat{n}$) e o campo elétrico ($\vec{E}$) satisfazem a seguinte equação:

$\displaystyle\int_S\vec{E}\cdot\hat{n}\,dS=\displaystyle\frac{Q}{\epsilon_0\epsilon}$



No caso de uma superfície gaussiana plana, o campo deve ser constante, portanto a relação de o campo elétrico ($E$) com la zona do condutor ($S$) é estabelecida como:

$ E S = \displaystyle\frac{ Q }{ \epsilon_0 \epsilon }$



Considerando que la densidade de carga por área ($\sigma$) também é definido pela seguinte equação:

$ \sigma = \displaystyle\frac{ Q }{ S }$



Para o campo elétrico de uma placa infinita ($E_s$), a expressão resultante é:

$ E_s =\displaystyle\frac{ \sigma }{ 2 \epsilon_0 \epsilon }$

ID:(11448, 0)



Potencial e campo elétrico de uma placa

Equação

>Top, >Modelo


O potencial elétrico, placa infinita ($\varphi_s$) é com o campo elétrico de uma placa infinita ($E_s$) e la posição no eixo z ($z$) é igual a:

$ \varphi_s = -\displaystyle\int_0^z du\,E_s$

$E_s$
Campo elétrico de uma placa infinita
$V/m$
8533
$z$
Posição no eixo z
$m$
8538
$\varphi_s$
Potencial elétrico, placa infinita
$V$
8561

O potencial elétrico básico ($\varphi_0$) em relação a o potencial elétrico ($\varphi$), la distância infinitesimal ($ds$) e o campo elétrico ($\vec{E}$) é definido pela seguinte equação:

$ \varphi =\varphi_0 - \displaystyle\int_C \vec{E}\cdot d\vec{s}$



Uma vez que o campo é proporcional à distância:

$E_s\propto u$



o caminho mais simples é a própria distância. No entanto, o potencial de referência não pode ser estabelecido no infinito, pois o integral diverge nesse ponto. Portanto, o potencial de referência deve ser estabelecido na origem ($u\rightarrow 0$) e pode ser escolhido como zero ($\varphi_0=0$). Assim, a relação entre o potencial elétrico, placa infinita ($\varphi_s$), o campo elétrico de uma placa infinita ($E_s$) e la posição no eixo z ($z$) é definida pela seguinte equação:

$ \varphi_s = -\displaystyle\int_0^z du\,E_s$

ID:(15812, 0)



Potencial elétrico, superfícies

Equação

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O potencial elétrico, placa infinita ($\varphi_s$) é com la constante de campo elétrico ($\epsilon_0$), la constante dielétrica ($\epsilon$), la densidade de carga por área ($\sigma$) e la posição no eixo z ($z$) é igual a:

$ \varphi_s = -\displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon } z $

$\epsilon_0$
Constante de campo elétrico
8.854187e-12
$C^2/m^2N$
5462
$\epsilon$
Constante dielétrica
$-$
5463
$\sigma$
Densidade de carga por área
$C/m^2$
8536
$z$
Posição no eixo z
$m$
8538
$\varphi_s$
Potencial elétrico, placa infinita
$V$
8561

No caso de uma placa infinita, a relação entre o potencial elétrico, placa infinita ($\varphi_s$), o campo elétrico de uma placa infinita ($E_s$) e la posição no eixo z ($z$) é estabelecida pela seguinte equação:

$ \varphi_s = -\displaystyle\int_0^z du\,E_s$



Da mesma forma, a relação que envolve o campo elétrico de uma placa infinita ($E_s$), la constante de campo elétrico ($\epsilon_0$), la constante dielétrica ($\epsilon$) e la densidade de carga por área ($\sigma$) é definida como:

$ E_s =\displaystyle\frac{ \sigma }{ 2 \epsilon_0 \epsilon }$



Em coordenadas esféricas, isso é expresso como:

$\varphi_s = -\displaystyle\int_0^z du \displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon }= -\displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon } z$



Finalmente, a relação que inclui o potencial elétrico, placa infinita ($\varphi_s$) e la posição no eixo z ($z$) é determinada pela seguinte equação:

$ \varphi_s = -\displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon } z $

ID:(11586, 0)



Potencial elétrico, superfícies (1)

Equação

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O potencial elétrico, placa infinita ($\varphi_s$) é com la constante de campo elétrico ($\epsilon_0$), la constante dielétrica ($\epsilon$), la densidade de carga por área ($\sigma$) e la posição no eixo z ($z$) é igual a:

$ \varphi_1 = -\displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon } z_1 $

$ \varphi_s = -\displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon } z $

$\epsilon_0$
Constante de campo elétrico
8.854187e-12
$C^2/m^2N$
5462
$\epsilon$
Constante dielétrica
$-$
5463
$\sigma$
Densidade de carga por área
$C/m^2$
8536
$z$
$z_1$
Posição em 1
$m$
10395
$\varphi_s$
$\varphi_1$
Potencial elétrico 1
$V$
10392

No caso de uma placa infinita, a relação entre o potencial elétrico, placa infinita ($\varphi_s$), o campo elétrico de uma placa infinita ($E_s$) e la posição no eixo z ($z$) é estabelecida pela seguinte equação:

$ \varphi_s = -\displaystyle\int_0^z du\,E_s$



Da mesma forma, a relação que envolve o campo elétrico de uma placa infinita ($E_s$), la constante de campo elétrico ($\epsilon_0$), la constante dielétrica ($\epsilon$) e la densidade de carga por área ($\sigma$) é definida como:

$ E_s =\displaystyle\frac{ \sigma }{ 2 \epsilon_0 \epsilon }$



Em coordenadas esféricas, isso é expresso como:

$\varphi_s = -\displaystyle\int_0^z du \displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon }= -\displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon } z$



Finalmente, a relação que inclui o potencial elétrico, placa infinita ($\varphi_s$) e la posição no eixo z ($z$) é determinada pela seguinte equação:

$ \varphi_s = -\displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon } z $

ID:(11586, 1)



Potencial elétrico, superfícies (2)

Equação

>Top, >Modelo


O potencial elétrico, placa infinita ($\varphi_s$) é com la constante de campo elétrico ($\epsilon_0$), la constante dielétrica ($\epsilon$), la densidade de carga por área ($\sigma$) e la posição no eixo z ($z$) é igual a:

$ \varphi_2 = -\displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon } z_2 $

$ \varphi_s = -\displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon } z $

$\epsilon_0$
Constante de campo elétrico
8.854187e-12
$C^2/m^2N$
5462
$\epsilon$
Constante dielétrica
$-$
5463
$\sigma$
Densidade de carga por área
$C/m^2$
8536
$z$
$z_2$
Posição em 2
$m$
10396
$\varphi_s$
$\varphi_2$
Potencial elétrico 2
$V$
10393

No caso de uma placa infinita, a relação entre o potencial elétrico, placa infinita ($\varphi_s$), o campo elétrico de uma placa infinita ($E_s$) e la posição no eixo z ($z$) é estabelecida pela seguinte equação:

$ \varphi_s = -\displaystyle\int_0^z du\,E_s$



Da mesma forma, a relação que envolve o campo elétrico de uma placa infinita ($E_s$), la constante de campo elétrico ($\epsilon_0$), la constante dielétrica ($\epsilon$) e la densidade de carga por área ($\sigma$) é definida como:

$ E_s =\displaystyle\frac{ \sigma }{ 2 \epsilon_0 \epsilon }$



Em coordenadas esféricas, isso é expresso como:

$\varphi_s = -\displaystyle\int_0^z du \displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon }= -\displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon } z$



Finalmente, a relação que inclui o potencial elétrico, placa infinita ($\varphi_s$) e la posição no eixo z ($z$) é determinada pela seguinte equação:

$ \varphi_s = -\displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon } z $

ID:(11586, 2)



Energia de uma partícula

Equação

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Os potenciais elétricos, que representam a energia potencial por unidade de carga, influenciam como a velocidade de uma partícula varia. Consequentemente, devido à conservação de energia entre dois pontos, segue-se que na presença das variáveis la charge ($Q$), la massa molar ($m$), la velocidade 1 ($v_1$), la velocidade 2 ($v_2$), o potencial elétrico 1 ($\varphi_1$) e o potencial elétrico 2 ($\varphi_2$), a seguinte relação deve ser satisfeita:

$ \displaystyle\frac{1}{2} m v_1 ^2 + Q \varphi_1 = \displaystyle\frac{1}{2} m v_2 ^2 + Q \varphi_2 $

$Q$
Charge
$C$
5459
$m$
Massa molar
$kg$
5516
$\varphi_1$
Potencial elétrico 1
$V$
10392
$\varphi_2$
Potencial elétrico 2
$V$
10393
$v_1$
Velocidade 1
$m/s$
8562
$v_2$
Velocidade 2
$m/s$
8563

ID:(11596, 0)